一种侧向排烟集气装置的制作方法

1.本发明涉及隧道排烟技术领域，尤其涉及一种侧向排烟集气装置。


背景技术：

2.近年来，随着我国基建事业的迅速崛起，越来越多的隧道被投入建设和使用当中。由于隧道一般比较狭长且封闭，其内部的通风能力较差；当隧道内发生火灾时，生成的热烟气容易沿着隧道迅速蔓延，且不易排出，不利于隧道内部人员的疏散和消防救援工作的开展。目前，已有不少专家学者对于火灾发生时隧道的排烟方式进行了深入研究。
3.现阶段，隧道的排烟方式主要分为两种：自然排烟和机械排烟。其中自然排烟主要采用竖井自然排烟的方式，即利用火羽流自身的温度，在竖井中由于烟囱效应而产生向上的抽吸力，能够将有毒有害烟气排出隧道，具有节能环保的特点；但是由于竖井自然排烟并不适应于所有的工况，例如海底沉管隧道。机械排烟主要采用侧向机械集中排烟的方式，即在隧道侧壁开设一定间距、一定尺寸的排烟口，当火灾发生时排烟管道的排烟风机开始运作，在管道内形成气流，通过排烟管和隧道之间的流速差进而产生压强差，使得隧道内的有毒有害气体通过排烟口被抽吸进入排烟管道，具有排烟效率高、受外界条件影响小和适应性强的特点。然而由于排烟口通常设置于隧道的一侧，远离排烟口一侧的大量热烟气则会因不能被排烟口抽吸而流向隧道下游(即隧道未发生火灾处)，致使隧道下游集聚着大量的有毒有害烟气，影响人员逃生和救援工作的展开。因此，如何在短距离内控制热烟气的蔓延，保证隧道下游的安全，已成为当前侧向排烟亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种侧向排烟集气装置，可以吸入隧道顶部处整个横截面宽度的热烟气，以解决现有技术中远离侧壁排烟口一侧的大量热烟气无法排出的问题。
5.为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
6.一种侧向排烟集气装置，包括：
7.集气管，沿所述隧道的横向设置，固定于隧道的顶部，与所述隧道的侧壁排烟口进行连接；所述集气管用于在火灾发生时汇集热烟气并输送至所述侧壁排烟口；
8.探测器组，设置于所述隧道的顶部，与所述集气管进行连接，用于对所述热烟气进行探测，以控制所述集气管的启闭。
9.优选地，所述集气管包括：
10.管体，其一端与所述侧壁排烟口连接，另一端与所述隧道的侧壁连接；
11.进气口组，沿所述管体的侧面间隔设置，以汇集所述热烟气；
12.挡板组，与所述管体转动连接，且与所述进气口组对应设置，用于开闭所述进气口组。
13.优选地，所述进气口组包括：
14.若干个第一进气口，沿所述管体的第一侧面的水平方向间隔设置；
15.若干个第二进气口，沿所述管体的第二侧面的水平方向间隔设置；且所述管体的第一侧面和第二侧面相对设置。
16.优选地，所述挡板组包括：
17.若干个第一挡板，每一所述第一挡板与所述管体的第一侧面靠近所述隧道顶部的一端进行转动连接，且每一所述第一挡板与所述探测器组连接，用于控制对应的所述第一进气口的开闭；
18.若干个第二挡板，每一所述第二挡板与所述管体的第二侧面靠近所述隧道顶部的一端进行转动连接，且每一所述第二挡板与所述探测器组连接，用于控制对应的所述第二进气口的开闭。
19.优选地，每一所述第一挡板转至所述隧道的顶部处，对应的所述第一进气口开启；每一所述第一挡板转至所述管体的第一侧面处，对应的所述第一进气口封闭；
20.每一所述第二挡板转至所述隧道的顶部处，对应的所述第二进气口开启；每一所述第二挡板转至所述管体的第二侧面处，对应的所述第二进气口封闭。
21.优选地，所述探测器组包括：位于所述管体的两侧的第一探测器和第二探测器；
22.所述第一探测器靠近所述管体的第二侧面；且所述第一探测器与所有所述第一挡板进行连接，用于根据探测的所述热烟气控制所有所述第一挡板转动；
23.所述第二探测器靠近所述管体的第一侧面；且所述第二探测器与所有所述第二挡板进行连接，用于根据探测的所述热烟气控制所有所述第二挡板转动。
24.优选地，未发生火灾，所有所述第一挡板和所有所述第二挡板皆转至所述隧道的顶部处。
25.优选地，发生火灾且火源的数量为一处；
26.所述火源靠近所述第一探测器时，所有所述第一挡板转至所述管体的第一侧面处，且所有所述第二挡板转至所述隧道的顶部处；
27.所述火源靠近所述第二探测器时，所有所述第二挡板转至所述管体的第二侧面处，且所有所述第一挡板转至所述隧道的顶部处。
28.优选地，所述火源的数量至少为两处，且至少一处所述火源靠近所述第一探测器，至少一处所述火源靠近所述第二探测器时，所有所述第一挡板和所有所述第二挡板皆转至所述隧道的顶部处。
29.优选地，所述第一探测器和所述第二探测器皆为感烟探测器。
30.本发明与现有技术相比至少具有以下优点之一：
31.本发明提供的一种侧向排烟集气装置，在火灾发生时通过探测器组可以控制集气管的启闭，通过集气管则可以汇集隧道顶部处整个横截面宽度的热烟气并输送至侧壁排烟口，以将热烟气排出隧道，从而解决现有技术中远离侧壁排烟口一侧的大量热烟气无法排出的问题。
32.本发明中第一探测器和第二探测器可以根据探测到的热烟气分别控制第一挡板和第二挡板的转动，从而分别控制第一进气口和第二进气口的开启和封闭，进而控制集气管的进气方向，使得集气管拦截并吸入隧道顶部处整个横截面宽度的热烟气，以使远离侧向排烟口一侧的热烟气也可以被快速排出隧道，防止热烟气向隧道下游蔓延，提高隧道下游人员的逃生几率并为救援工作营造良好的环境。
33.本发明中通过集气管隔断了侧向排烟口与隧道底部冷空气的直接连通，可以有效抑制现有技术中因侧壁排烟口的抽吸速度过大时卷吸隧道底部的冷空气所导致的“吸穿现象”的发生，从而防止隧道底部冷空气被吸入侧向排烟口，进而有效提高隧道的排烟效率。
34.本发明具有结构简单和技术成熟度高的特点，通过第一探测器和第一挡板及第二探测器和第二挡板的联动即可控制集气管的进气方向，易于达到有效控制热烟气向隧道下游蔓延的效果。
35.本发明不仅可以适用于于未修建或者正在修建的隧道中，还适用于已经修建完成的隧道中，具有较好的适用性。同时本发明占用空间少，既不会影响隧道内的交通运营和管理运营，又具有较好的经济性和安全性。
附图说明
36.图1是本发明一实施例提供的一种侧向排烟集气装置的结构示意图；
37.图2是本发明一实施例提供的一种侧向排烟集气装置的剖面图；
38.图3是本发明一实施例提供的一种侧向排烟集气装置使用后的co质量流率变化图；
39.图4是本发明一实施例提供的一种侧向排烟集气装置使用后的温度变化图。
具体实施方式
40.以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种侧向排烟集气装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.结合附图1～4所示，本实施例提供一种侧向排烟集气装置，包括：集气管210，沿所述隧道101的横向设置，固定于所述隧道101的顶部，与所述隧道101的侧壁排烟口102进行连接；所述集气管210用于在火灾发生时汇集热烟气(103)并输送至所述侧壁排烟口102；探测器组，设置于所述隧道101的顶部，与所述集气管210进行连接，用于对所述热烟气103进行探测，以控制所述集气管210的启闭。
43.请继续参考图1，所述集气管210包括：管体2101，其一端与所述侧壁排烟口102连
接，另一端与所述隧道101的侧壁连接；进气口组，沿所述管体2101的侧面间隔设置，以汇集所述热烟气103；挡板组，与所述管体2101转动连接，且与所述进气口组对应设置，用于开闭所述进气口组。
44.可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述进气口组包括：若干个第一进气口2102，沿所述管体2101的第一侧面的水平方向间隔设置；若干个第二进气口2103，沿所述管体2101的第二侧面的水平方向间隔设置；且所述管体2101的第一侧面和第二侧面相对设置。
45.具体的，所述管体2101可以固定于所述隧道101的顶部；所述管体2101的截面呈u形，且所述管体2101的u形开口朝向所述隧道101的顶部；所述管体210的长度可以与所述隧道101的宽度相同，使得所述管体2101的一端可以与所述侧壁排烟口102连接，另一端可以与非所述侧壁排烟口102所在的所述隧道101侧壁连接，从而使得所述管体2101可以横跨整个所述隧道101与所述侧壁排烟口102直接连通，但本发明不以此为限。
46.更具体的，在所述侧壁排烟口102处排烟风机的作用下，通过设置于所述管体2101第一侧面上的所述第一进气口2102以及所述管体2101第二侧面上的所述第二进气口2103，可以将所述隧道101顶部处整个横截面宽度的所述热烟气103吸入所述管体2101内，且所述热烟气103可以沿所述管体2101进入所述侧壁排烟口102，并经所述侧壁排烟口102进入所述隧道101的排烟管道，从而将所述热烟气排出所述隧道101，进而防止所述热烟气103向所述隧道101下游蔓延。此外，通过所述集气管2101隔断了所述侧向排烟口102与所述隧道101底部冷空气的直接连通，可以有效抑制因所述侧壁排烟口102的抽吸速度过大时卷吸隧道底部的冷空气所导致的“吸穿现象”的发生，从而防止所述隧道101底部冷空气被吸入所述侧向排烟口102，进而有效提高隧道的排烟效率，但本发明不以此为限。
47.在本实施例中，所述第一进气口2102可以与所述第二进气口2103一一对应设置，且所述第一进气口2102和所述第二进气口2103的数量皆为3个。
48.请同时参考图1和图2，所述挡板组包括：若干个第一挡板2104，每一所述第一挡板2104与所述管体2101的第一侧面靠近所述隧道101顶部的一端进行转动连接，且每一所述第一挡板2104与所述探测器组连接，用于控制对应的所述第一进气口2102的开闭；若干个第二挡板2105，每一所述第二挡板2105与所述管体2101的第二侧面靠近所述隧道101顶部的一端进行转动连接，且每一所述第二挡板2105与所述探测器组连接，用于控制对应的所述第二进气口2103的开闭。
49.可以理解的是，在一些其他的实施例中，每一所述第一挡板2104转至所述隧道101的顶部处，对应的所述第一进气口2102开启；每一所述第一挡板2104转至所述管体2101的第一侧面处，对应的所述第一进气口2102封闭；每一所述第二挡板2105转至所述隧道101的顶部处，对应的所述第二进气口2103开启；每一所述第二挡板2105转至所述管体2101的第二侧面处，对应的所述第二进气口2103封闭。
50.在一些实施例中，所述探测器组包括：位于所述管体2101的两侧的第一探测器2201和第二探测器2202；所述第一探测器2201靠近所述管体2101的第二侧面；且所述第一探测器2201与所有所述第一挡板2104进行连接，用于根据探测的所述热烟气103控制所有所述第一挡板2104转动；所述第二探测器2202靠近所述管体2101的第一侧面；且所述第二探测器2202与所有所述第二挡板2105进行连接，用于根据探测的所述热烟气103控制所有
所述第二挡板2105转动。
51.在一些实施例中，所述第一探测器2201和所述第二探测器2202皆为感烟探测器。
52.具体的，所有所述第一挡板2104和所有所述第二挡板2105可以分别沿所述管体2101的第一侧面和第二侧面的水平方向间隔设置，且所述第一挡板2104可以与所述第一进气口2102一一对应设置，所述第二挡板2105可以与所述第二进气口2103一一对应设置。所述管体2101的第一侧面和第二侧面靠近所述隧道101顶部的一端可以分别设有第一转轴和第二转轴，且每一所述第一挡板2104和每一所述第二挡板2105分别与所述第一转轴和第二转轴进行连接，使得每一所述第一挡板2104和每一所述第二挡板2105可以分别绕所述第一转轴和第二转轴自由转动，且转动动作迅速，但本发明不以此为限。
53.更具体的，每一所述第一挡板2104向上转动且与所述隧道101的顶部贴合，使得对应的所述第一进气口2102开启；每一所述第一挡板2104向下转动且与所述管体2101的第一侧面贴合，使得对应的所述第一进气口2102封闭；同样，每一所述第二挡板2105向上转动且与所述隧道101的顶部贴合，使得对应的所述第二进气口2103开启；每一所述第二挡板2105向下转动且与所述管体2101的第二侧面贴合，使得对应的所述第二进气口2103封闭。通过所述第一挡板2104和所述第二挡板2105的配合，则可以控制所述集气管210的进气方向，从而使得所述集气管210拦截并吸入所述隧道101顶部处整个横截面宽度的热烟气，以使远离所述侧向排烟口102一侧的热烟气也可以被快速排出隧道，进而防止所述热烟气103向所述隧道101下游蔓延，但本发明不以此为限。
54.在本实施例中，所述第一挡板2104和所述第二挡板2105的数量皆为3个；所述第一挡板2104和所述第二挡板2105的材料皆为防火耐高温材料(例如陶瓷纤维纺织品等)。
55.具体的，在本实施例中，所述第一探测器2201和所述第二探测器2202皆固定于所述隧道101的顶部，且所述第一探测器2201与所述管体2101的第二侧面之间距离为2m，所述第二探测器2202与所述管体2101的第一侧面之间距离为2m。当所述热烟气103流经所述第一探测器2201或所述第二探测器2202时，所述第一探测器2201或所述第二探测器2202会根据探测到的所述热烟气103生成电信号并传输至对应的所述第一挡板2104或所述第二挡板2105，从而控制所述第一挡板2104或所述第二挡板2105的转动，进而控制所述集气管210的进气方向，但本发明不以此为限。
56.请同时参考图1和图2，未发生火灾，所有所述第一挡板2104和所有所述第二挡板2105皆转至所述隧道101的顶部处。
57.可以理解的是，在一些其他的实施例中，发生火灾且火源104的数量为一处；所述火源104靠近所述第一探测器2201时，所有所述第一挡板2104转至所述管体2101的第一侧面处，且所有所述第二挡板2105转至所述隧道101的顶部处；所述火源104靠近所述第二探测器2202时，所有所述第二挡板2105转至所述管体2101的第二侧面处，且所有所述第一挡板2104转至所述隧道101的顶部处。
58.在一些实施例中，所述火源104的数量至少为两处，且至少一处所述火源104靠近所述第一探测器2201，至少一处所述火源104靠近所述第二探测器2202时，所有所述第一挡板2104和所有所述第二挡板2105皆转至所述隧道101的顶部处。
59.具体的，在本实施例中，未发生火灾时即正常工况下，所述第一探测器2201和所述第二探测器2202可以分别控制所有所述第一挡板2104和所有所述第二挡板2105皆转至所
述隧道101的顶部处，则此时所有所述第一进气口2102和所有所述第二进气口2103皆开启，使得所述管体2101为连通状态，从而在所述侧向排烟集气装置发生故障时，所述侧壁排烟口102仍可以通过所述侧向排烟集气装置与所述隧道101连通，从而使得所述热烟气103仍能够通过所述侧壁排烟口102排出所述隧道101，进而实现所述侧向排烟集气装置的本质安全，但本发明不以此为限。
60.具体的，在本实施例中，发生火灾且仅有一处所述火源101时，若所述火源104靠近所述第一探测器2201，则所述第一探测器2201首先感应到所述热烟气103并控制所有所述第一挡板2104从所述隧道101的顶部处转至所述管体2101的第一侧面处，即将所有所述第一进气口2102由开启变为封闭，此时所述隧道101顶部处的整个横截面宽度的所述热烟气103可以通过所述第二进气口2103进入所述管体2101内，从而排出所述隧道101。同理，若所述火源104靠近所述第二探测器2202(如图2所示)，则所述第二探测器2202首先感应到所述热烟气103并控制所有所述第二挡板2105从所述隧道101的顶部处转至所述管体2101的第二侧面处，即将所有所述第二进气口2103由开启变为封闭，此时所述隧道101顶部处的整个横截面宽度的所述热烟气103可以通过所述第一进气口2102进入所述管体2101内，从而排出所述隧道101，且仅有少量的所述热烟气103会越过所述集气管210的底部流向所述隧道101下游，因此通过所述侧向排烟集气装置可以有效控制所述热烟气103向所述隧道101下游的大量蔓延，以提高所述隧道101下游人员的逃生几率并为救援工作营造良好的环境，但本发明不以此为限。
61.具体的，在本实施例中，若所述集气管210两边都存在所述火源104时，所述第一探测器2201和所述第二探测器2202可以控制所有所述第一挡板2104和所有所述第二挡板2105皆转至所述隧道101的顶部处，则此时所有所述第一进气口2102和所有所述第二进气口2103皆开启，从而能够将所述集气管210两边的所述热烟气103通过所述第一进气口2102和所述第二进气口2103快速吸入所述管体2101内，进而排出所述隧道101，但本发明不以此为限。
62.此外，通过隧道火灾模拟实验，在所述隧道内设置所述侧向排烟集气装置后，所述隧道中轴线处各co探点所测得的co质量流率由原来的2.0
×
10
‑4kg/s变为1.0
×
10
‑4kg/s(如图3所示)，整整缩小为原来的一半；各温度探点所测得的温度则由原来的100℃变为50℃左右，低于人体可承受温度60℃(如图4所示)；由此可见，所述热烟气流经所述侧向排烟集气装置后会产生很大的衰减，仅有少量的所述热烟气会越过所述侧向排烟集气装置的底部流向所述隧道下游，则在所述隧道内设置所述侧向排烟集气装置，可以极大提高所述隧道下游人员的逃生几率并为救援工作营造良好的环境。
63.综上所述，本实施例提供的一种侧向排烟集气装置，在火灾发生时通过探测器组可以控制集气管的启闭，通过集气管则可以汇集隧道顶部处整个横截面宽度的热烟气并输送至侧壁排烟口，以将热烟气排出隧道。本实施例中第一探测器和第二探测器可以根据探测到的热烟气分别控制第一挡板和第二挡板的转动，从而分别控制第一进气口和第二进气口的开启和封闭，进而控制集气管的进气方向，使得火源侧的热烟气可以被快速排出隧道，以防止热烟气向隧道下游蔓延，提高隧道下游人员的逃生几率并为救援工作营造良好的环境。此外，本实施例还可以有效抑制“吸穿现象”的发生，从而提高隧道的排烟效率，进而防止热烟气向隧道下游蔓延。
64.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。